“開(kāi)放控制”目前對(duì)控制工程師及其正在擴(kuò)大的影響范圍意味著什么？開(kāi)放控制有多種含義，取決于不同的時(shí)期和應(yīng)用。它可能指軟硬件之間的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)，一直到企業(yè)和供應(yīng)鏈。它也可能指跨平臺(tái)編程的維護(hù)和易伸縮性，包括聯(lián)網(wǎng)、編程環(huán)境和架構(gòu)。 本文講述“開(kāi)放”怎樣幫助你......有希望使生活更像在大草原上自由自在地行走，而不是像在經(jīng)歷牙科手術(shù)的煎熬。 開(kāi)放意味著...... 西門(mén)子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)基于PC自動(dòng)化經(jīng)理MichelJabbour認(rèn)為:開(kāi)放可能意味著使用標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言，如符合IEC61131～3協(xié)議的編程語(yǔ)言；意味著與OPC等平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)通信。開(kāi)放還意味著OEM廠(chǎng)商能夠把定制C++代碼集成到控制平臺(tái)、和多設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信、甚至把PLC核作為應(yīng)用程序接口（API）并把它嵌入選用的操作平臺(tái)。 另一方面，開(kāi)放允許在網(wǎng)絡(luò)、工作站和操作系統(tǒng)等系統(tǒng)領(lǐng)域采用商用信息技術(shù)而不是專(zhuān)有技術(shù)。ABB公司IndustrialIT系統(tǒng)市場(chǎng)部副總裁BobHausler這樣認(rèn)為。曾經(jīng)為廠(chǎng)商專(zhuān)有的通信標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在對(duì)所有人開(kāi)放，“允許用戶(hù)輕松地集成信息，而且不需要價(jià)格昂貴、維護(hù)困難的定制軟件接口”，他補(bǔ)充道。 開(kāi)放已經(jīng)超越了控制器的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或軟件架構(gòu)的范疇。AutomationDirect公司PLC與I/O產(chǎn)品經(jīng)理PaulRuland說(shuō)：“開(kāi)放的控制產(chǎn)品還包括網(wǎng)絡(luò)物理層中的組件、類(lèi)別5的電纜、RJ-45型以太網(wǎng)接口、DB9和DB25連接器”。 開(kāi)放還意味著能夠從多家廠(chǎng)商購(gòu)買(mǎi)到多種產(chǎn)品并讓這些產(chǎn)品在應(yīng)用中無(wú)縫地工作，這是RockwellAutomation公司SoftLogix業(yè)務(wù)經(jīng)理MikeMiclot的觀(guān)點(diǎn),這要求各種產(chǎn)品容易被所有用戶(hù)買(mǎi)到，而且可以從自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商獲得不只一個(gè)技術(shù)來(lái)源。 有些技術(shù)雖然不開(kāi)放，但是可以和開(kāi)放技術(shù)相連接，SchneiderElectric自動(dòng)化業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)主管DiegoAreces這樣認(rèn)為?！氨M管PLC現(xiàn)在不開(kāi)放，但是和PLC一起使用的工具逐漸開(kāi)放，如ModbusTCP/IP、互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)等。用戶(hù)需要開(kāi)放的解決方案，但是對(duì)什么是開(kāi)放的多種多樣的解釋造成了許多混亂。開(kāi)放技術(shù)是免費(fèi)的，人們可以方便地獲取關(guān)于開(kāi)放技術(shù)的信息而不必向哪個(gè)公司付費(fèi)或參加什么組織”，他說(shuō)。 自動(dòng)控制系統(tǒng)一直在隨時(shí)間發(fā)生穩(wěn)定的變化。PhoenixContact自動(dòng)化系統(tǒng)市場(chǎng)經(jīng)LarryKomarek,說(shuō)：“其目標(biāo)是用戶(hù)能夠立即互連任意自動(dòng)化設(shè)備，而且不必重新編程就能讓它們受任意廠(chǎng)商的控制軟件的控制。工業(yè)自動(dòng)化一直在沿這個(gè)方向發(fā)展”。IEC61131標(biāo)準(zhǔn)允許同一維護(hù)人員維護(hù)不同廠(chǎng)商的設(shè)備。 和大型應(yīng)用所需的分立設(shè)備相比，采用軟邏輯和嵌入式PLC板的工業(yè)PC機(jī)可以節(jié)省空間和安裝成本，Komarek說(shuō)。用戶(hù)經(jīng)由裝有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件的PC機(jī)，通過(guò)OPC接口同控制程序通信，代替PLC廠(chǎng)商專(zhuān)有的協(xié)處理器模塊。這可以降低硬件成本，增強(qiáng)購(gòu)買(mǎi)的靈活性，方便于集成精選的高功能度和易用的軟件。在基于微軟WindowsCE的模板中嵌入PLC功能可以實(shí)現(xiàn)較低成本、較小尺寸的工業(yè)PC機(jī)，代替PLC，這種情況不需要操作顯示屏。 來(lái)源:輸配電設(shè)備網(wǎng) 用戶(hù)的期望 要求富有競(jìng)爭(zhēng)力、更短的產(chǎn)品周期、更快的新品推出速度和更小的批量都導(dǎo)致對(duì)開(kāi)放系統(tǒng)的需要。其他需求還有安全性、可靠性、與其他系統(tǒng)的信息交換、更準(zhǔn)確和及時(shí)的信息、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程更好的可視性和控制。這些需要包括： ■過(guò)程信息同ERP系統(tǒng)的集成； ■整個(gè)工廠(chǎng)范圍的原料跟蹤，跟蹤生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品，可以從進(jìn)入工廠(chǎng)的原料直到離開(kāi)工廠(chǎng)的成品； ■可以從一個(gè)地點(diǎn)看到多個(gè)信息的信息集成，以便比較不同生產(chǎn)線(xiàn)的經(jīng)營(yíng)效率。 MikeMiclot認(rèn)為：RockwellAutomation的用戶(hù)未必期望“開(kāi)放”，而是期望開(kāi)放帶來(lái)的靈活性和選擇自由。 EatonCorp公司生產(chǎn)線(xiàn)經(jīng)理ClydeThomas說(shuō)：“不過(guò)，許多用戶(hù)有通過(guò)多種手段以增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的需求，包括以技術(shù)和開(kāi)放的控制架構(gòu)漸進(jìn)地、破壞性最小地實(shí)現(xiàn)企業(yè)集成、新興技術(shù)和產(chǎn)品，以及它們所獨(dú)有的增值——不必對(duì)單一廠(chǎng)商或封閉系統(tǒng)投資或冒投資風(fēng)險(xiǎn)”。 PaulRuland說(shuō)：“用戶(hù)現(xiàn)在通常期望水平更高的開(kāi)放控制軟硬件產(chǎn)品，以及由此帶來(lái)的較低的購(gòu)置和折舊成本”。 開(kāi)放控制技術(shù)和專(zhuān)有控制技術(shù)可以配合使用，如AutomationDirect公司展示的這個(gè)典型的組合。用于A(yíng)utomationDirect公司的DL205微模塊PLC的I/O設(shè)備基于專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)電纜布線(xiàn)和接口（通過(guò)長(zhǎng)達(dá)30米的標(biāo)準(zhǔn)RJ-45以太網(wǎng)接線(xiàn)電纜）。這是可以和開(kāi)放技術(shù)——以太網(wǎng)、DeviceNet、Profibus和OPC產(chǎn)品——組合使用的用于控制器到控制器和HMI/數(shù)據(jù)服務(wù)功能的單向?qū)Ｓ屑夹g(shù)。 技術(shù)滿(mǎn)足需求 技術(shù)可以滿(mǎn)足對(duì)開(kāi)放系統(tǒng)的需求并產(chǎn)生效益。 Invensys公司的工廠(chǎng)自動(dòng)化與信息架構(gòu)ArchestrA能使用軟件延長(zhǎng)傳統(tǒng)系統(tǒng)的壽命，能提出經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，還能保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，InvensysWonderware總裁MikeBradley道。ArchestrA允許對(duì)軟件應(yīng)用快速裝配，而不是編程，這意味著通過(guò)重新裝配現(xiàn)有應(yīng)用可以創(chuàng)造新的應(yīng)用。 Invensys公司基于A(yíng)rchestrA的第一個(gè)產(chǎn)品Wonderware工業(yè)應(yīng)用服務(wù)器能使客戶(hù)“減少開(kāi)車(chē)成本和維修費(fèi)用”，MikeBradley說(shuō)。同時(shí)，Invensys的其他產(chǎn)品也都基于A(yíng)rchestrA，工具軟件包將在7月之前面世，該公司ArchestrA業(yè)務(wù)總經(jīng)理KevinJ.Tock如是說(shuō)。 MichelJabbour說(shuō)：“西門(mén)子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)把標(biāo)準(zhǔn)工程環(huán)境和控制平臺(tái)分離。基于這個(gè)策略，一個(gè)應(yīng)用的自動(dòng)化部分對(duì)所有不同的西門(mén)子控制器都是透明的”，因此用戶(hù)可以選擇平臺(tái)以匹配應(yīng)用。 AutomationDirect公司的Ruland說(shuō)：“下一代PLC的本地?cái)U(kuò)展I/O也許采用高速專(zhuān)有芯片組和網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)保證預(yù)期的同步I/O掃描，但它們會(huì)采用以開(kāi)放的控制接口和布線(xiàn)元件為特色的經(jīng)濟(jì)易用的包的形式”。 LarryKomarek說(shuō)：“PhoenixContact公司13年前研發(fā)了第一個(gè)開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)Interbus”。今天，PhoenixContact提供多總線(xiàn)I/O系統(tǒng)、捆綁PhoenixIEC61131和Entivity流程圖軟件的工業(yè)PC機(jī)、用于邏輯控制和以太網(wǎng)設(shè)備的OPC服務(wù)器、用于以太網(wǎng)I/O的多種協(xié)議、以及基于微軟WindowsCE的控制。PhoenixControl控制器始終基于PC的軟件和硬件技術(shù)。 “ABB工業(yè)IT自動(dòng)化框架能和采用同樣標(biāo)準(zhǔn)的第三方應(yīng)用方便地集成。而且開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)和工具允許通過(guò)易于使用和理解的微軟格式對(duì)希望得到的過(guò)程信息進(jìn)行分析和描述，以便客戶(hù)能利用這些信息改進(jìn)生產(chǎn)決策”，BobHausler說(shuō)。 “此外，非常重要的是，這種開(kāi)放性為現(xiàn)有客戶(hù)提供新增功能”，他補(bǔ)充道。 “RockwellAutomation公司正在給它的產(chǎn)品增加更多類(lèi)似PC的屬性，如Web服務(wù)和OPCDX。Rockwell為它的軟件解決方案采用事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，如微軟Windows。Rockwell還支持DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP等多廠(chǎng)商開(kāi)放現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。Rockwell還將繼續(xù)參加標(biāo)準(zhǔn)組織和活動(dòng)，如OPC，保證用戶(hù)自由選擇標(biāo)準(zhǔn)，從而保護(hù)用戶(hù)的利益”，MikeMiclot說(shuō)。 “人們清楚廣泛使用的微軟Windows和真正開(kāi)放的Linux之間的區(qū)別。也可以做一個(gè)類(lèi)似的網(wǎng)絡(luò)比較：使用Ethernet/IP必須付費(fèi)，而ModbusTCP/IP可以免費(fèi)下載使用。市場(chǎng)之所以需要開(kāi)放的技術(shù)，是因?yàn)闊o(wú)論怎樣開(kāi)放和免費(fèi)，其目標(biāo)都是使多種設(shè)備盡可能互操作。廠(chǎng)商和用戶(hù)需要能普遍接受的技術(shù)”。DiegoAreces如是說(shuō)。 自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)旨在隔離、保護(hù)和優(yōu)化資產(chǎn) 通過(guò)熟悉的軟件工具和約定，自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)旨在隔離、保護(hù)和優(yōu)化資產(chǎn)。自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)可能包含普通硬件和軟件、一些編程和開(kāi)發(fā)工具，并結(jié)合了廣泛使用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和基于互聯(lián)網(wǎng)的能力。盡管各種架構(gòu)來(lái)自不同的廠(chǎng)商，但它們有某種“開(kāi)放”的方法。通常多家廠(chǎng)商可以使用或創(chuàng)建兼容產(chǎn)品并同微軟.Net和通信網(wǎng)絡(luò)等公共基礎(chǔ)技術(shù)相連。大多數(shù)架構(gòu)有某種跨平臺(tái)伸縮方法（從小到大、從集中到分布、從固定到移動(dòng)），可以適應(yīng)允許集中管理軟件升級(jí)的瘦客戶(hù)機(jī)架構(gòu)或其他工具。 在PLC中加入PC功能可以保護(hù)“秘密資源” OnlineDevelopment公司的Tecla可編程數(shù)據(jù)處理器繼續(xù)著把PC功能引入工業(yè)設(shè)置的趨勢(shì)。這種軟硬件設(shè)備把PLC的形式和基于PC的功能結(jié)合在一起，提供控制、通信和數(shù)據(jù)采集能力。 OnlineDevelopment公司市場(chǎng)總監(jiān)TomA.LeBay說(shuō)，“該技術(shù)能幫助你從功能自動(dòng)化和控制發(fā)展到最優(yōu)化階段?！彼f(shuō)，微軟WindowsCE3.1操作系統(tǒng)可以為許多應(yīng)用提供實(shí)時(shí)結(jié)果；一項(xiàng)抖動(dòng)測(cè)試顯示可以在13毫秒內(nèi)得出結(jié)果。此外，用微軟.Net框架允許同更高層的系統(tǒng)相連。編程可以使用軟件開(kāi)發(fā)包，軟件開(kāi)發(fā)包包含標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言編譯器或應(yīng)用軟件和EZ-1131，EZ-1131可以通過(guò)IEC61131-3語(yǔ)言使用。 LeBay先生說(shuō)，軟件開(kāi)發(fā)包允許OEM廠(chǎng)商創(chuàng)建嵌入式或隱藏式增值應(yīng)用，以保護(hù)秘密資源（專(zhuān)有源代碼，通常來(lái)自于過(guò)去的應(yīng)用）。“Tecla把控制和企業(yè)IT集成在一起，提供資產(chǎn)管理、基于Web的最終用戶(hù)產(chǎn)品支持、最佳分類(lèi)數(shù)據(jù)歷史記錄、自我報(bào)告診斷和遠(yuǎn)程調(diào)試?！? Tecla可以使用嵌入式I/O，也可以和羅克韋爾自動(dòng)化Allen-BradleyI/O系列產(chǎn)品相連。